环形光源-5060-R工作距离为10mm时均匀性测试

石鑫华视觉

环形光源-5060-R工作距离为10mm时均匀性测试

环形光源-5060-R

* w" D: \' C* I# r+ C1 A本次机器视觉光源均匀性测试对象为东莞华视自动化科技有限公司-石鑫华视觉http://shixinhua.com出品的环形光源-5060-R。测试环境如下图所示：

环形光源-5060-R均匀性测试环境

" a% F+ r' T) ^& |) P测试相关的硬件平台：
3 r& ?# X, n- ]工业相机：AVT GuppyPro F-125B，130万像素1394B接口，CCD图像传感器。
工业镜头：Computar M3514-MP，百万像素分辨率，C接口，50mm焦距，最大光圈1.8。
机器视觉光源：环形光源-5060-R，红色环形光源，24V直流。
光源控制器：模拟控制器-2420-1CH，24V模拟控制器。
镜头工作距离：268mm
; L3 q# S0 Y( w6 Z. |: d视野：16×12mm
光源工作距离：0mm
- a+ I9 N: [% q- o( O. a& p4 K光学接圈：10mm
光圈：约F4
- v; U; i6 ?1 a/ I/ `相机快门：50~180（相对值，实际1=20us）

  [$ b8 ~. n% L9 Y/ O) g" `) I环形光源-5060-R均匀性测量时视野FOV

光源均匀性测试软件使用的由东莞华视自动化科技有限公司-石鑫华视觉开发的光源均匀性测试软件。

! N& i. N% u& q: a% y光源均匀性测试软件中包含的测量数据有总区的平均强度与标准偏差（即所画的ROI区域中的平均灰度值与标准差，需要测量的区域由手动画出ROI兴趣区域），九宫格模式的分区测量平均强度与标准偏差（分区默认为距离画的ROI区域20像素，宽100像素，高100像素的正方形区域，共有左上、中上、右上、左中、中中、右中、左下、中下、右下等9个区域，分区的大小可以由“分区宽”、“分区高”来控制，距离ROI边框的位置可由分区偏移量来控制），十字线的测量（即ROI区域的水平中线和垂直中线）。
+ s2 [* i: H2 t6 l  C
1 ~* b& C, o0 l: J# o( P7 V9 x测试软件中有两幅图像，左边一幅为原始图像并在此图像上进行了分析。右边一幅图像是左边图像的彩虹模式，这样可以更直观的表现出均匀性。下面的图是256级灰度图对应的彩虹模式图像。黑色的0对应蓝色（冷），白色的255对应红色（暖）。

256级灰度图对应的彩虹模式彩色图像

$ L) _+ D9 n) ^' b$ b9 u2 x0 u测试时选择了32、64、96、128、160、192、224、240等四个比较有代表性的图像灰度值进行测试，即总区的平均强度为32、64、96、128、160、192、224、24等几个值时的测试。没有测量平均值为0和255左右的值，因为值为0时完全是黑的没意义；而全为255时则都饱和了也没有意义。环形光源的均匀性与工作距离有比较大的关系，因此本次测试，分别针对0mm、5mm~70mm等多个不同的工作距离时进行了测试。
: o3 t; R8 s7 E+ H& Y# R( s
9 w2 n4 M! O/ K2 G, G下面来看环形光源-5060-R的测试数据：

环形光源-5060-R整体灰度值为32左右时的均匀性测试

环形光源-5060-R整体灰度值为64左右时的均匀性测试
7 c1 Z6 t( ~6 }4 a0 r1 P9 H# A
' C+ V6 @+ r$ r( W环形光源-5060-R整体灰度值为96左右时的均匀性测试
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环形光源-5060-R整体灰度值为128左右时的均匀性测试

环形光源-5060-R整体灰度值为160左右时的均匀性测试
- R) N  F, K  \5 v/ ~
- ]0 _. w! z  w+ ]/ R5 p4 }- F环形光源-5060-R整体灰度值为192左右时的均匀性测试
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环形光源-5060-R整体灰度值为224左右时的均匀性测试

环形光源-5060-R整体灰度值为240左右时的均匀性测试

注：以上数据灰度值的增加是利用光源控制器来控制的，没有改变镜头的光圈，也没有改变相机的快门速度与增益。

总区平均强度	32.43	64.14	92.08	128.18	160.66	192.04	224.48	239.83
左上平均强度	31.46	62.39	89.51	124.66	156.31	186.95	218.5	233.54
左上标准偏差	1.35	1.83	2.28	2.75	3.14	3.52	3.9	4.12
中上平均强度	33.29	65.52	94.1	130.98	164.39	196.01	229.45	244.96
中上标准偏差	1.32	1.82	2.19	2.59	2.97	3.29	3.67	3.82
右上平均强度	32.36	63.71	91.39	127.35	159.75	190.65	223.09	238.27
右上标准偏差	1.38	1.91	2.41	2.92	3.52	3.86	4.39	4.66
左中平均强度	32.29	64.05	91.97	128.01	160.39	191.86	224.18	239.59
左中标准偏差	1.33	1.83	2.24	2.72	3.16	3.52	3.94	4.06
中中平均强度	30.99	61.87	88.74	123.47	154.53	185.26	216.26	231.28
中中标准偏差	1.27	1.7	2.05	2.37	2.7	3	3.22	3.35
右中平均强度	32.82	64.88	93.22	129.63	162.42	194.2	227.04	242.57
右中标准偏差	1.35	1.86	2.29	2.76	3.16	3.53	3.93	4.09
左下平均强度	33.09	65.38	93.95	130.66	163.81	195.66	228.85	244.4
左下标准偏差	1.36	1.9	2.33	2.82	3.29	3.62	4.04	4.24
中下平均强度	32.88	64.89	93.17	129.66	162.55	194.1	226.98	242.46
中下标准偏差	1.32	1.8	2.17	2.59	2.93	3.27	3.56	3.78
右下平均强度	32.67	64.4	92.44	128.64	161.27	192.65	225.18	240.57
右下标准偏差	1.35	1.88	2.33	2.82	3.27	3.67	4.13	4.27
九区平均强度	32.43	64.12	92.05	128.12	160.6	191.93	224.39	239.74
九区最小强度	30.99	61.87	88.74	123.47	154.53	185.26	216.26	231.28
九区最大强度	33.29	65.52	94.1	130.98	164.39	196.01	229.45	244.96
最大-最小	2.29	3.65	5.36	7.51	9.86	10.75	13.2	13.67
最小/最大100%	93.11	94.42	94.3	94.27	94	94.52	94.25	94.42
九区标准差	0.76	1.28	1.89	2.59	3.32	3.74	4.51	4.71
九区方差	0.58	1.63	3.56	6.72	11.02	13.97	20.31	22.14
总区标准偏差	1.47	2.1	2.71	3.41	4.11	4.56	5.3	5.5

各种亮度时对应的灰度值与标准偏差与均匀性数据
! c# ?, j9 V* z' a从以上的数据来看，环形光源-5060-R工作在10mm的工作距离时，均匀性非常理想，比0、5mm时都要强太多。从最小值/最大值*100%的结果来看，均匀性只有93%以上，表现优秀。标准差方面，随着照度的增大，标准差在增加，9区的标准差区间为0.76~4.71，总区的标准差为1.47~5.5，表现也非常优秀。方差方面，随着光源亮度增加，方差也是在上升，区间为0.76~22.14之间，相比较于其它方差两三百的，这个绝对是非常好的均匀性了。而因此建议使用环形光-5060-R在10mm工作距离下工作。
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